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第一节 生产的火灾危险性分类

        学习要求

        通过本章的学习,要求了解评定物质火灾危险性的主要指标,了解生产和储存的火灾危险性分类方法,了解生产、储存各类别物品的火灾危险性特征。
        工业建筑发生火灾时造成的生命、财产损失与建筑内物质的火灾危险性、工艺及操作的火灾危险性和采取的相应措施等直接相关。在进行防火设计时,必须首先判断建筑火灾危险程度的高低,进而制订出行之有效的防火防爆对策。
        由于可燃物的种类很多,因此各种气体、液体与固体不同的性质形成了不同的危险性,并且同样的物品采用不同的工艺和操作,产生的危险性也不相同,所以在实际应用中,确定一个厂房或仓库确切的火灾危险程度有时比较复杂。现行有关国家标准对不同生产和储存场所的火灾危险性进行了分类,这些分类标准是经过大量的调查研究,并经过多年的实践总结出来的,是工业企业防火设计中的技术依据和准则。实际设计中,确定了具体建设项目的生产和储存物品的火灾危险性类别后,才能按照所属的火灾危险性类别采取对应的防火与防爆措施,如确定建筑物的耐火等级、层数、面积、设置必要的防火分隔物、安全疏散设施、防爆泄压设施、凯发体育下载给水和灭火设备、防烟排烟和火灾报警设备,以及与周围建筑之间的防火间距等。对生产和储存物品的火灾危险性进行分类,对保护劳动者和广大人民群众的人身安全、维护工业企业正常的生产秩序、保护国家财产具有非常重要的意义。
 

第一节  生产的火灾危险性分类


        生产的火灾危险性是指生产过程中发生火灾、爆炸事故的原因、因素和条件,以及火灾扩大蔓延条件的总合。它取决于物料及产品的性质、生产设备的缺陷、生产作业行为、工艺参数的控制和生产环境等诸多因素的交互作用。评定生产过程的火灾危险性,就是在了解和掌握生产中所使用物质的物理、化学性质和火灾、爆炸特性的基础上,分析物质在加工处理过程中同作业行为、工艺控制条件、生产设备、生产环境等要素的联系与作用,评价生产过程发生火灾和爆炸事故的可能性。厂房的火灾危险性类别是以生产过程中使用和产出物质的火灾危险性类别确定的,物质的火灾危险性是确定生产的火灾危险性类别的基础。

        一、评定物质火灾危险性的主要指标

        物质火灾危险性的评定,主要是依据其理化性质。物料状态不同,评定的标志也不同,因此,评定气体、液体和固体火灾爆炸危险性的指标是有区别的。
        (一)评定气体火灾危险性的主要指标
        爆炸极限和自燃点是评定气体火灾危险性的主要指标。可燃气体的爆炸浓度极限范围越大,爆炸下限越低,越容易与空气或其他助燃气体形成爆炸性气体混合物,其火灾爆炸危险性越大。可燃气体的自燃点越低,遇有高温表面等热源引燃的可能性越大,火灾爆炸的危险性越大。
        另外,气体的比重和扩散性、化学性质活与否、带电性以及受热膨胀性等也都从不同角度揭示了其火灾危险性。气体化学活泼性越强,发生火灾爆炸的危险性越大;气体在空气中的扩散速度越快,火灾蔓延扩展的危险性越大;相对密度大的气体易聚集不散,遇明火容易造成火灾爆炸事故;易压缩液化的气体遇热后体积膨胀,容易发生火灾爆炸事故。可燃气体的火灾危险性还在于气体极易引燃,一旦燃烧,速度极快,多发生爆炸式燃烧,甚至还会出现爆轰,危害大,难于控制和扑救。
        (二)评定液体火灾危险性的主要指标
        闪点是评定液体火灾危险性的主要指标(评定可燃液体火灾危险性最直接的指标是蒸气压,蒸气压越高,越易挥发,闪点也越低,但由于蒸气压很难测量,所以世界各国都是根据液体的闪点来确定其危险性)。闪点越低的液体,越易挥发而形成爆炸性气体混合物,引燃也越容易对于可燃液体,通常还用自燃点作为评定火灾危险性的标志,自燃点越低的液体,越易发生自燃。
        此外,液体的爆炸温度极限、受热蒸发性、流动扩散性和带电性也是衡量液体火灾危险性的标志。爆炸温度极限范围越大,危险性越大;受热膨胀系数越大的液体,受热后蒸气压力升高快(气化量增大),容易造成设备升压发生爆炸;沸点越低的液体,蒸发性越强,且蒸气压随温度的升高显著增大;液体流动扩散快,泄漏后边流淌蒸发,会加快其蒸发速度,易于起火并蔓延;有些液体(如酮、醚、石油及其产品)有很强的带电能力,其在生产、储运过程中,极易造成静电荷积聚而产生静电放电火花,酿成火灾。

        (三)评定固体火灾危险性的主要指标
        对于绝大多数可燃固体来说,熔点和燃点是评定其火灾危险性的主要标志参数。熔点低的固体易蒸发或汽化,燃点也较低,燃烧速度也较快。许多熔点低的易燃固体还有闪燃现象。固体物料由于组成和性质存在较大差异,所以各有其不同的燃烧特点和复杂的燃烧现象,增加了评定火灾危险性的难度。火灾危险性评定的标志不一。例如:评定粉状可燃固体是以爆炸浓度下限作为标志的;评定遇水燃烧固体是以与水反应速度快慢和放热量的大小为标志;评定自燃性固体物料是以其自燃点作为标志;评定受热分解可燃固体是以其分解温度作为评定标志。
        此外,在评定时,还应从其反应危险性、燃烧危险性、毒害性、腐蚀性和放射性等方面进行分析。例如,有些物料在储运过程中易发生自聚反应,引起泄漏或火灾爆炸事故;有的物料具有腐蚀性,会破坏设备,从而导致火灾爆炸或中毒烧伤等事故。这些需要对物料在各种环境条件下的特性进行试验后再准确地来评定。

        二、生产火灾危险性分类方法

        目前,国际上对生产厂房和储存物品仓库的火灾危险性尚无统一的分类方法。国内主要依据现行国家标准《建筑设计防火规范》(GB 50016-2014),根据生产中使用或产生的物质性及其数量等因素划分,把生产的火灾危险性分为5类,其分类及举例见表2-2-1。表中所列生产中使用的物质主要是指所用物质为生产的主要组成部分或原材料,用量相对较多或需对其进行加工等。
                         
       注:同一座厂或厂房的任一防火分区内有不同火灾危险性生产时,厂房或防火区域的生产火灾危险类别应按火灾危险较大的部分确定。当生产过程中使用或产生易燃、可燃物的量较少,不足以构成爆炸或火灾危险时,可按实际情况确定;当符合下述条件之一时,可按火灾危险性较小的部分确定: 应按火灾危险性较大的部分确定。当生产过程中使用或产生易燃、可燃物的量较少,不足以构成爆炸或火灾危险时,可按实际情况确定;当符合下述条件之一时,可按火灾危险性较小的部分确定:
        1.火灾危险性较大的生产部分占本层或本防火分区面积的比例小于5%或丁类、戊类厂房内的油漆工段小于10%,且发生火灾事故时不足以蔓延到其他部位,或对火灾危险性较大的生产部分采取了有效的防火措施。
        2.丁类、戊类厂房内的油漆工段,应当采用封闭喷漆工艺,封闭喷漆空间内保持负压、油漆工段设置可燃气体探测报警系统或自动抑爆系统,且油漆工段占其所在防火分区面积的比例不大于20%



        上述分类中,甲、乙、丙类液体分类,以闪点为基准。凡是在常温环境下遇火源能引起闪燃的液体属于易燃液体,可列入甲类火灾危险性范围。我国南方城市的最热月平均气温在28℃左右,而厂房的设计温度在冬季一般采用12℃~25℃。根据上述情况,将甲类火灾危险性的液体闪点基准定为小于28℃,乙类定为大于28℃(包括)并小于60℃,丙类定为大于60℃(包括),这样划分甲、乙、丙类是以汽油等常见易燃液体、煤油、柴油的闪点为基准的,有利于凯发体育下载安全和资源节约。在实际工作中,应根据不同液体的闪点采取相应的防火安全措施,根据液体闪点选用灭火剂和确定泡沫供给强度等。
        对于(可燃)气体,则以爆炸下限作为分类的基准。由于绝大多数可燃气体的爆炸下限均<10%,一旦设备泄漏,在空气中很容易达到爆炸浓度而造成危险,所以将爆炸下限<10%的气体划为甲类,包括,氢气、甲烷、乙烯、乙炔、环氧乙烷、氯乙烯、硫化氢、水煤气和天然气等绝大多数可燃气体。少数气体的爆炸下限大于10%,在空气中较难达到爆炸浓度,所以将爆炸下限≥10%的气体划为乙类,例如,氨气、一氧化碳和发生炉煤气等少数可燃气体。任何一种可燃气体的火灾危险性不仅与其爆炸下限有关,还与其爆炸极限范围值、点火能量、混合气体的相对湿度有关。
        一般,生产的火灾危险性分类要看整个生产过程中的每个环节是否有引起火灾的可能性,并按其中最危险的物质评定,主要考虑以下几个方面:生产中使用的全部原材料的性质;生产中操作条件的变化是否会改变物质的性质;生产中产生的全部中间产物的性质;生产中最终产品及副产物的性质。生产过程中的自然通风、气温、湿度等环境条件等。许多产品可能有若干种工艺生产方法,过程中使用的原材料各不相同,所以火灾危险性也各不相同。有关表2-2-1中划分生产的火灾危险性类别的说明如下。
        (一)生产类别为甲类的火灾危险性特征
        1.甲类第1项、第2项
        甲类液体、气体的火灾危险性特征参见上文关于“甲、乙、丙类液体划分的闪点基准”和“气体爆炸下限分类的基准的有关内容。
        2.甲类第3项
        其生产特性是生产中的物质在常温下可以逐渐分解,释放出大量的可燃气体并且迅速放热引起燃烧,或者物质与空气接触后能发生猛烈的氧化作用,同时放出大量的热,温度越高其氧化反应速度越快,产生的热越多,温度升高越快,如此互为因果而引起燃烧或爆炸。如硝化棉、赛璐珞、黄磷等的生产。
        3.甲类第4项
        其生产特性是生产中的物质遇水或空气中的水蒸气发生剧烈的反应,产生氢气或其他可燃气体,同时产生热量引起燃烧或爆炸。该种物质遇酸或氧化剂也能发生剧烈反应,发生燃烧爆炸的危险性比遇水或水蒸气时更大。如金属钾、金属钠、氧化钠、氢化钙、碳化钙、磷化钙等的生产。
        4.甲类第5项
        其生产特性是生产中的物质有较强的夺取电子的能力,即强氧化性。有些过氧化物中含有过氧基(-O-O-),性质极不稳定,易放出氧原子,有强烈的氧化性,会促使其他物质迅速氧化,并放出大量的热量而发生燃烧爆炸。该类物质受酸、碱、热、撞击、摩擦、催化或与易燃品、还原剂等接触后能发生迅速分解,极易发生燃烧或爆炸。如氯酸钠、氯酸钾、过氧化氢、过氧化钠等的生产。
        5.甲类第6项
        其生产特性是生产中的物质燃点较低、易燃烧,受热、撞击、摩擦或与氧化剂接触能引起剧烈燃烧或爆炸,燃烧速度快,燃烧产物毒性大。如赤磷、三硫化磷等的生产。
        6.甲类第7项
        其生产特性是生产中操作温度较高,物质被加热到自燃温度以上,此类生产必须是在密闭设备内进行,因设备内没有助燃气体,所以设备内的物质不能燃烧。但是,一旦设备或管道泄漏,即使没有其他的火源,该物质也会在空气中立即起火燃烧。这类生产在化工、炼油、医药等企业中很多,火灾的事故也不少见,应加以重视。
        (二)生产类别为乙类的火灾危险性特征
        1.乙类第1项、第2项
        乙类液体、气体火灾危险性的生产特征参见上文关于“甲、乙、丙类液体划分的闪点基准”和“气体爆炸下限分类的基准”的有关内容。
        2.乙类第3项
        所指的不属于甲类的氧化剂是二级氧化剂,即非强氧化剂。这类生产的特性是比甲类第5项的性质稳定些,其物质遇热、还原剂、酸、碱等也能分解产生高热,遇其他氧化剂也能分解发生燃烧,甚至爆炸。如过二硫酸钠、高碘酸、重铬酸钠、过醋酸等的生产。
        3.乙类第4项
        其生产特性是生产中的物质燃点较低、较易燃烧或爆炸,燃烧性能比甲类易燃固体差,燃烧速度较慢,同时也可放出有毒气体。如硫磺、樟脑或松香等的生产。
        4.乙类第5项
        其生产特性是生产中的助燃气体虽然本身不能燃烧(如氧气),但在有火源的情况下,如遇可燃物,会加速燃烧,甚至有些含碳的难燃或不燃固体也会迅速燃烧,如1983年上海某化工厂,在打开一个氧气瓶的不锈钢阀门时,由于静电打火,使该氧气瓶的阀门迅速燃烧,阀心全部烧毁(据分析是不锈钢中含碳原子)。因此,这类生产亦属危险性较大的生产。
        5.乙类第6项
        其生产特性是生产中可燃物质的粉尘、纤维、雾滴悬浮在空气中与空气混合,当达到一定浓度时,遇火源立即引起爆炸。这些细小的物质表面吸附、包围了氧气,当温度提高时,便加速了它的氧化反应,反应中放出的热促使其燃烧。这些细小的可燃物质比原来块状固体或较大量的液体相比具有较低的自燃点,在适当的条件下,着火后便以爆炸的速度燃烧。如某港口粮食筒仓,由于铜焊作业使管道内的粉尘发生爆炸,引起21个小麦筒仓爆炸,损失达30多万元。另外,有些金属,如铝、锌等在块状时并不燃烧,但在粉尘状态时则能够爆炸燃烧。如某厂磨光车间通风吸尘设备的风机制造不良,叶轮不平衡,使叶轮上的螺母与进风管磨擦发生火花,引起吸尘管道内的铝粉发生猛烈爆炸,炸坏了车间及邻近的厂房,并造成了人员伤亡。
        可燃液体的雾滴可以引起爆炸。如1966年11月7日,日本群马县最北部利根河上游的水利发电厂的建筑物内发生了猛烈的雾状油爆炸事故。据爆炸后分析,该建筑物内有一个为调整输出8×104 kW的水利发电机进水阀用的压电缸,以前该缸是在大约1.8MPa的压力下使用,而发生事故时是第一次采用7.0MPa的压力。据计算,空气从常压绝热压缩到7.0MPa时,其瞬时温度上升可达700℃以上,而该缸内油的自燃温度是235℃,且缸内的高压空气中的氧密度是相当高的,故使缸内的油着火,着火使缸内压力异常上升,人孔法兰盖的垫片被冲开,雾状油从这个间隙喷到外面,当达到爆炸浓度后,浮游状态的油雾滴在空气中发生了猛烈爆炸,当场造成3人死亡,其余人被冲击波推出去发生骨折或烧伤。因而,将“丙类液体的雾滴”的火灾危险性入乙类。
        (三)生产类别为丙类的火灾危险性特征
        1.丙类第1项
        丙类液体的火灾危险性的生产特征参见上文关于“甲、乙、丙类液体划分的闪点基准”的有关内容。
        2.丙类第2项
        其生产特性是生产中的物质燃点较高,在空气中受到火烧或高温作用时能够起火或微燃,当火源移走后仍能持续燃烧或微燃。如木料、橡胶、棉花加工等类型的生产。
      (四)危险物质的量对生产的火灾危险性类别的影响
        1.厂房内可不按危险物质火灾危险特性确定生产火灾危险性类别的最大允许量
        在生产过程中,如使用或产生易燃、可燃物质的量较少,不足以构成爆炸或火灾危险时,可以按实际情况确定其火灾危险性的类别。即在生产过程中虽然使用或产生了易燃、可燃物质,但是数量很少,即使气体全部放出或可燃液体全部燃烧,气体也不能在整个厂房内达到爆炸极限,可燃物也不能使建筑物起火,造成灾害,此时可以按实际情况确定其火灾危险性的类别。如机械修配厂或修理车间,虽然使用少量的汽油等甲类溶剂清洗零件,但不会因此而产生爆炸,所以该厂房不能按甲类厂房处理,仍应按戊类考虑。表2-2-2列出了部分生产中常见的甲、乙类危险品的最大允许量。其中的最大允许量包括厂房或实验室内单位面积的最大允许量及室内空间最多允许存放的总量两个控制指标。
        2.厂房内可不按危险物质火灾危险特性确定生产火灾危险性类别时,危险物质的工艺布置在厂房中所占面积比例对生产的火灾危险性类别的影响
        当一座厂房内或防火分区内有不同性质的生产时,其分类应按火灾危险性较大的部分确定,但火灾危险性大的部分占本层或本防火分区面积的比例小于5%(丁类、戊类生产厂房的油漆工段小于10%),且发生事故时不足以蔓延到其他部位,或采取防火措施能防止火灾蔓延时,可按火灾危险性较小的部分确定。如一座厂房中或防火分区有甲类、乙类生产时,如果甲类生产在发生事故时,可燃物质足以构成爆炸或燃烧危险,则该建筑物中的生产类别应按甲类处理。但如果在一栋很大的厂房内,甲类生产所占用的面积比例很小时,而且即使发生火灾也不能蔓延到其他地方,那么该厂房就可按火灾危险性较小的确定。如在一栋防火分区最大允许占地面积不限的戊类汽车总装厂房中,喷漆工段占总装厂房的面积比例不足10%时,其生产类别仍属戊类。

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